المحول الحفاز للسيارة

تتكون غازات السيارات من جزيئات ضارة ، ولكن هذه الجزيئات مصنوعة من ذرات غير ضارة نسبيًا ، لذلك إذا تمكنا من إيجاد طريقة لتقسيم الجزيئات بعد أن تترك محرك السيارة وقبل ضخها في الهواء ، يمكن أن نتصدى لمشكلة التلوث  أو بعضها على أي حال هذه هي المهمة التي يقوم بها المحول الحفاز للسيارة .

ما هو المحول الحفاز

المحول الحفاز هو صندوق معدني كبير ، مثبت في الجانب السفلي من السيارة ، به أنبوبان يخرجان منه ، أحدهم متصل بالمحرك ويأتي بأبخرة ساخنة ملوثة من اسطوانات المحرك (حيث يحترق الوقود وينتج عنه طاقة) ، ويتم توصيل الأنبوب الثاني بالعادم ، ونظرًا لأن غازات أبخرة المحرك تدخل في المحفز ، فقد تحدث التفاعلات الكيميائية على سطحه ، وتفكك الغازات الملوثة وتحولها إلى غازات أخرى آمنة بما يكفي لتنفجر في الهواء بشكل غير ضار .

أحد الأشياء المهمة التي يجب ملاحظتها حول المحولات الحفازة هو أنها تتطلب استخدام الوقود الخالي من الرصاص ، لأن الرصاص في الوقود التقليدي يؤدي إلى التسمم .

اختراع المحول الحفاز

حصل المهندس الكيميائي الفرنسي يوجين هودري (1892–1962) على براءة اختراع المحول الحفاز الأول في الولايات المتحدة ، حيث قدم الاختراع في 5 مايو 1950 واستلمه بعد أربع سنوات في يوم 6 أبريل 1954 ، وكان قد اخترع هودريHoudry  سابقا التكسير الحفاز ، وهي العملية الصناعية التي يتم من خلالها تقسيم العديد من المواد الكيميائية العضوية المعقدة في النفط إلى العشرات من المنتجات المفيدة ، بما في ذلك البنزين ، وبعد ذلك ، جرب صنع أنواع مختلفة من وقود المركبات وجعلها أكثر نظافة.، وعلى الرغم من إدراكه لمشكلة تلوث الهواء المتزايدة ، إلا أن أفكاره كانت متقدمة جدًا عن وقتهم فقد تم تسمم المحولات الحفازة من خلال إضافات الرصاص المستخدم في البنزين لتحسين الأداء ، ولحسن الحظ ، في السبعينات ، بدأ الناس يدركون مخاطر الرصاص ، وهو معدن ثقيل سام .

 وفي عام 1973 ، أصدرت وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) تقريراً يوضح كيف أضر الرصاص بصحة الناس ، مما أدى إلى إزالة الرصاص من البنزين. ظهرت المحولات الحفازة العملية الأولى بعد فترة وجيزة ، في منتصف سبعينيات القرن الماضي ، واستخدمت في السيارات منذ ذلك الحين . [1]

ماذا يحدث داخل المحول

تتدفق الغازات داخل المحول عبر هيكل كثيف مصنوع من السيراميك ومطلي بالمحفزات ، وتدل مساحة هذا الهيكل أن الغازات تأخذ مساحة كبيرة من المحفز في وقت واحد ، لذلك يتم تحويلها بسرعة أكبر وكفاءة .

وعادة يكون هناك نوعان من المحفزات المختلفة في المحول الحفاز يعالج أحدهم تلوث أكسيد النيتروجين باستخدام عملية كيميائية تسمى الاختزال (إزالة الأكسجين) ، وهذا يحطم أكاسيد النيتروجين في غازات النيتروجين والأكسجين (غير الضارة ، لأنها موجودة بالفعل في الهواء من حولنا ).

    ويعمل المحفز الآخر من خلال عملية كيميائية معاكسة تسمى الأكسدة (إضافة الأكسجين) ويحول أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ، وتفاعل الأكسدة الآخر يحول الهيدروكربونات غير المحترقة في العادم إلى ثاني أكسيد الكربون والماء . [1]

ما مدى فاعلية المحولات الحفازة

صممت المحولات الحفازة بشكل أساسي لتقليل تلوث الهواء ، ويبدو أن هذا يشير إلى أنها فعالة ، ومع ذلك ، فإن الناس يتساءلون أحيانًا عما إذا كانوا حقًا هذه المحفزات مهمة كما يبدو ، من المهم التذكر أنها تقلل الانبعاثات بدلاً من التخلص منها تمامًا .

وتتمثل إحدى مشكلات المحول الحفاز في أنها تعمل فقط في درجات حرارة عالية (أكثر من 300 درجة مئوية / 600 درجة فهرنهايت أو نحو ذلك) ، وعادة ما تستغرق الأنواع المبكرة من المحولات الحفازة حوالي 10-15 دقيقة للتدفئة ، لذلك كانت غير فعالة تمامًا لأول كيلومترات / أميال من الرحلة (أو أي جزء من رحلة قصيرة جدًا) ، إلا أن التدفئة والتسخين الحديث في 2-3 دقائق فقط ؛ ومع ذلك ، يمكن أن تحدث انبعاثات كبيرة خلال هذا الوقت .

ومسألة أخرى هي ما إذا كانت المحولات الحفازة تزيد من انبعاثات غازات الدفيئة ، فنحن نفكر في غاز ثاني أكسيد الكربون باعتباره غازًا آمنًا ، لأنه غير سام في التركيزات اليومية ، ومع ذلك ، فهي ليست ضارة تمامًا ، لأننا نعرف الآن أنها السبب الرئيسي للاحتباس الحراري وتغير المناخ ، ويعتقد بعض الناس أن المحولات الحفازة تجعل تغير المناخ أسوأ لأنهم يحولون أول أكسيد الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون ، وفي الواقع ، فإن أول أكسيد الكربون الذي ستنتجه السيارة سوف يتحول في النهاية إلى ثاني أكسيد الكربون في الجو بمفرده ، لذا فإن المحول يعمل على تقليل أول أكسيد الكربون وتحسين نوعية الهواء المحلي . [1]

لماذا تحتاج السيارات إلى المحول الحفاز

ينتج عادم السيارة انبعاثات سامة مضرة بالبيئة إذا تم إطلاقها في الهواء ، مما تسبب في ضباب دخاني وأمطار حمضية ، هذه الملوثات بشكل رئيسي هي :

• الهيدروكربونات .
• أول أكسيد الكربون .
• أكاسيد النيتروجين .

ومنذ الخمسينيات القرن الماضي تحاول شركات صناعة السيارات إيجاد طرق جديدة لخفض الغازات الملوثة التي تسببها المركبات ، وفي عام 1975 تم إنشاء المحول الحفاز ، وهو الآن الجزء الأكثر أهمية في نظام التحكم في الانبعاثات في السيارة  ، وفي عام 1993 ، أصبح قانونًا لجميع سيارات البنزين المصنعة في المملكة المتحدة أن يكون في السيارة محول حفاز مزود بالعادم لتلبية معايير الانبعاثات الأوروبية .

مزايا ازالة المحول الحفاز من السيارة

• بعد إزالة المحول الحفاز ، تواجه بعض الطرز زيادة في القدرة الحصانية .
• يجب أن يعمل المحول بجدية أكبر لتحقيق نفس الطاقة التي يعمل بها بدون الجهاز ، وستؤدي إزالته إلى تقليل العبء .
• العادم الخاص بالسيارة يبدو أفضل بعد إزالة المحول .
• سهولة إزالته حتى الشخص الذي لا يعرف إلا القليل عن السيارات والأدوات
• يمكنه إزالته بسهولة في المنزل ، إنها مهمة سهلة للغاية في المنزل .

عيوب ازالة المحول الحفاز من السيارة

• في الولايات المتحدة ، من غير القانوني إزالة المحول الحفاز دون سبب ، وعلى مالك السيارة أن يمر بالكثير من الإجراءات للقيام بهذا بشكل قانوني ، وقد يتكبد غرامات خطيرة إذا كانت سيارته بدون هذا الجهاز .
• قد يتم تشغيل رمز الخطأ في السيارة عن طريق إزالة المحول الحفاز .
• عن طريق إزالة المحول الحفاز ، قد يتم مواجهة تسرب الغازات الضارة في الجو ، ويمكن أن يؤثر أول أكسيد الكربون على الرئتين وقد يسبب صداعًا .
• لا يوقف المحول الحفاز عن الغازات الضارة فحسب ، بل يقلل أيضًا من استهلاك الوقود ، بعد إزالة المحول الحفاز ، سيتعين على مالك السيارة دفع المزيد مقابل الوقود .
• لاجتياز الاختبار البصري للرخصة ، من المهم أن يكون المحول الحفاز في السيارة . [3]